DE4218953A1 - Hydraulischer Antrieb, insbesondere für eine Blechformpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Antrieb, der ins­ besondere für eine Blechformpresse vorgesehen ist und der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 aufweist.

Bei Blechformpressen bewegt sich der Pressenstößel während des Betriebs in einem Vorhub und in einem Rückhub auf und ab. Der Vorhub läßt sich dabei in einen Vorlauf, in dem sich der Pres­ senstößel von einem oberen Totpunkt bis zur Auflage auf dem zu verformenden Werkstück bewegt, und in ein Arbeitsspiel, in dem der Pressenstößel sich in dieselbe Richtung wie während des Vor­ laufs bewegend das Werkstück verformt, aufteilen. Während des Rückhubs gelangt der Pressenstößel wieder zum oberen Totpunkt. Den Vorlauf kann der Pressenstößel unter Umständen allein unter der Wirkung seines eigenen und des Gewichts eines Werkzeugs, das von ihm getragen wird, zurücklegen. Seine Geschwindigkeit wird dabei kontrolliert.

Ein hydraulischer Antrieb, von dem der Pressenstößel einer Blechformpresse in der skizzierten Weise verfahren werden kann, ist aus der DE-AS 23 49 351 bekannt. Dieser Antrieb besitzt eine erste, volumenstromumkehrbare Hydropumpe, die mit einem ersten Ausgang an die Rückhubzylinderkammer, die sich auf der Kolben­ stangenseite des Preßkolbens befindet, angeschlossen ist. Diese Hydropumpe ist also für das vollständige Hochheben des Pressen­ stößels während des Rückhubs zuständig. Von einer zweiten Hydro­ pumpe ist während des Vorlaufs des Pressenstößels Öl in die Preßzylinderkammer förderbar. Nach den Angaben in der erwähnten Schrift sind die beiden Hydropumpen mit hydraulischen Verstell­ einrichtungen versehen, die eine willkürliche, z. B. von einem Programmwerk gesteuerten Pumpenverstellung gewährleisten und zu­ sätzlich beim überschreiten eines zulässigen Maximaldruckes in der Anlage die Fördermengen der Hydropumpen reduzieren können.

Bei der bekannten hydraulischen Anlage herrscht während des Vor­ laufs kein definierter Druck in der Preßzylinderkammer. Es kann ein Unterdruck auftreten, der Teile des Differentialzylinders und der Leitungen beschädigen kann. Ein überhöhter Druck würde zu Wirkungsgradverlusten führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten hydrau­ lischen Antrieb so zu gestalten, daß die genannten Beschädigun­ gen und Wirkungsgradverluste vermieden werden.

Diese Aufgabe wird für einen hydraulischen Antrieb mit den Merk­ malen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 gemäß dem kennzeich­ nenden Teil dieses Anspruches dadurch gelöst, daß während des Vorlaufs des Pressenstößels von der zweiten Hydropumpe ein nied­ riger Druck in der Preßzylinderkammer aufrechterhalten wird. Um sicherzugehen, daß kein Unterdruck auftritt, wird man die ent­ sprechenden Geräte, z. B. ein Druckbegrenzungsventil oder eine druckgeregelte Hydropumpe auf einen Druck von etwa 10 bis 15 bar einstellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Antriebs kann man den Unteransprüchen entnehmen.

So wird gemäß Anspruch 2 die erste Hydropumpe in einem geschlos­ senen Kreislauf betrieben. Die zweite Hydropumpe ist eine kon­ stante Einspeisepumpe, die das Lecköl ersetzt und die während des Vorlaufs Öl eines Volumens in die Preßzylinderkammer för­ dert, das dem Volumen der Kolbenstange entspricht, soweit diese während des Vorlaufs aus dem Zylinder herausgefahren wird. Die Konstantpumpe ist als Speisepumpe über jeweils ein Rückschlag­ ventil mit den Ausgängen der ersten Hydropumpe verbunden. Das mit dem mit der Preßzylinderkammer verbundenen Ausgang der er­ sten Hydropumpe verbundene Rückschlagventil wird vorteilhafter­ weise als entsperrbares Rückschlagventil ausgebildet, über das während des Rückhubs des Pressenstößels so viel Öl abfließen kann, wie dem Volumen der eingeschobenen Kolbenstange ent­ spricht.

Will man auf die Rückschlagventile und das Druckbegrenzungsven­ til verzichten, so kann man als zweite Hydropumpe eine volumen­ stromumkehrbare und druckregelbare Verstellpumpe verwenden, die saugseitig mit dem Ölsammelbehälter und druckseitig mit der Preßzylinderkammer verbunden ist. Mit einer solchen Verstell­ pumpe läßt sich auch der Wirkungsgrad verbessern. Die druckre­ gelbare zweite Hydropumpe bestimmt während des Vorlaufs den Druck in der Preßzylinderkammer.

Während des Arbeitsspiels ist die eine Hydropumpe druckgeregelt und bestimmt dadurch die Preßkraft, während die andere Hydro­ pumpe volumenstromgesteuert ist und damit die Geschwindigkeit des Pressenstößels während des Arbeitsspiels festlegt. Insbeson­ dere erscheint es günstig, wenn während des Arbeitsspiels die zweite Hydropumpe druckgeregelt und die erste Hydropumpe volu­ menstromgesteuert ist. Dann ist für die erste Hydropumpe keine Druckregelung notwendig.

Bei einer Ausführung nach Anspruch 7 kann ein zweiter Ausgang der ersten Hydropumpe an den Ölsammelbehälter angeschlossen sein. In der besonders bevorzugten Ausführung gemäß Anspruch 8 ist jedoch ein zweiter Ausgang der ersten Hydropumpe an die Preßzylinderkammer angeschlossen. Dies bedeutet, daß während des Vorhubs des Pressenstößels das aus der Rückhubzylinderkammer verdrängte Öl über die erste Hydropumpe direkt in die Preßzylin­ derkammer fließt. Die zweite Hydropumpe muß dann nur ein Ölvolu­ men fördern, das dem Volumen der Kolbenstange entspricht, und kann deshalb von kleiner Größe sein.

Während des Vorlaufs des Pressenstößels wird die erste Hydro­ pumpe als Motor betrieben, der eine Leistung abgibt. Diese Lei­ stung kann z. B. direkt in ein Stromnetz eingespeist werden, wo­ bei jedoch bei der Energieumwandlung hohe Wirkungsgradverluste auftreten. Günstiger erscheint es, die von der ersten Hydropumpe während des Motorbetriebs verrichtete Arbeit in einem Hydrospei­ cher abzuspeichern und zum Rückhub des Pressenstößels zu nutzen.

Die erste Hydropumpe und die zweite Hydropumpe werden gemäß An­ spruch 11 in vorteilhafter Weise gemeinsam von einem einzigen Elektromotor, insbesondere von einer Drehstromsynchronmaschine mit annähernd konstanter Drehzahl, angetrieben.

Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Antriebs sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläu­ tert.

Es zeigen

Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel, bei dem die zweite Hydro­ pumpe eine Konstantpumpe ist,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem sowohl die erste als auch die zweite Hydropumpe Verstellpumpen sind, die mit einem Ausgang mit dem Ölsammelbehälter verbunden sind,

Fig. 3 eine dritte Ausführung, bei der wiederum beide Hydro­ pumpen für den Pressenstößel Verstellpumpen sind, wobei die eine in einem offenen und die andere in einem ge­ schlossenen Kreislauf betrieben wird, und

Fig. 4 eine letzte Ausführung, bei der ein Ausgang der einen Verstellpumpe mit einem Hydrospeicher und ein Ausgang der anderen Verstellpumpe mit dem Ölsammelbehälter ver­ bunden ist.

Die in den Figuren gezeigte Presse ist dafür geeignet, um aus Blech-, aber auch aus Kunststofftafeln tiefgezogene Teile zu formen. In einem Gestell 10 ist ein Pressenstößel 11 vertikal geführt. Er ist an der Kolbenstange 12 eines Kolbens 13 befe­ stigt, der Teil eines Differentialzylinders 14 ist und hydrau­ lisch auf und ab bewegt werden kann. Der Kolben 13 teilt das In­ nere des Differentialzylinders 14 in zwei Druckräume 15 und 16 auf, von denen der kolbenstangenseitige Druckraum 15 als Rück­ hubzylinderkammer und der andere Druckraum 16, der sich über dem Kolben 13 befindet, als Preizylinderkammer bezeichnet sein m-­ gen. An jede der beiden Kammern 15 und 16 ist ein Drucksensor 17 bzw. 18 angeschlossen, der ein dem Druck entsprechendes elektri­ sches Ausgangssignal abgibt.

Auf seiner dem Pressentisch 24 zugewandten Seite trägt der Pres­ senstößel 11 eine Werkzeugmatrize 25. Auf den Pressentisch 24 ist die zugehörige Werkzeugpatrize 26 befestigt. Die Werkzeugpa­ trize wird umgeben von einem ringförmigen Gegenhalter 27, der über einzelne durch den Pressentisch 24 hindurchgeführte Bolzen 28 an einer Stützplatte 29, die sich unterhalb des Pressenti­ sches 24 befindet abgestützt ist. Die Stützplatte 29 wird vom Tauchkolben 30 eines Plungerzylinders 31, der an dem Gestell 10 sitzt und zentral zum Pressenstößel 11 so angeordnet ist, daß der Tauchkolben 30 und mit ihm die Stützplatte 29, die Bolzen 28 und der Gegenhalter 27 Bewegungen in vertikaler Richtung ausfüh­ ren können, getragen.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist eine hydrostati­ sche Maschine 32, die als beidseitig schwenkende, mit einer Druckregelung versehene Axialkolbenmaschine ausgebildet ist, über eine feste Kupplung 33 mechanisch mit einer Drehstromasyn­ chronmaschine 34 mit annähernd konstanter Drehzahl gekoppelt. Beidseitig schwenkende hydrostatische Maschinen sind allgemein bekannt. Es sei lediglich nochmal erwähnt, daß es dieses Merkmal mit sich bringt, daß unter Beibehaltung der Drehrichtung der Vo­ lumenstrom innerhalb einer solchen Maschine und die Wirkrichtung des Drehmoments umgekehrt werden können. Die Axialkolbenmaschine 32 ist auf der einen Seite über eine Leitung 35 mit dem Zylinder 31 und auf der anderen Seite mit einem Ölsammelbehälter 36 ver­ bunden. Sie besitzt eine mengenabhängige Steuerung, der jedoch die Druckregelung übergeordnet ist.

Zum Heben des Tauchkolbens 30 wird die Axialkolbenmaschine 32 als Pumpe betrieben. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Tauchkolben 30 dabei bewegt, ist durch die mengenabhängige Steuerung vorgegeben. Sobald die Stützplatte 29 gegen einen nicht näher gezeigten Anschlag am Gestell 10 stößt, steigt der Druck im Zylinder 31 bis auf den durch die Druckregelung vorge­ gebenen Wert an. Die Axialkolbenpumpe 32 fördert nur noch die Leckölverluste. In den Figuren ist die Stützplatte 29 in der Po­ sition gezeigt, in der sie an dem besagten Anschlag des Gestells 10 anliegt. Man erkennt, daß der Gegenhalter 17 der dem Pressen­ stößel 11 zugewandten Oberseite der Werkzeugpatrize 26 fluchtet und unter ein auf diese aufgelegtes Blech 37 ragt. Der Pressen­ stößel fährt im Vorlauf des Vorhubs unter seinem Eigengewicht nach unten und klemmt schließlich aufgrund des im Zylinder 31 herrschenden Druckes das Blech zwischen der Werkzeugmatrize 25 und dem Gegenhalter 27 ein. Bei der weiteren Bewegung des Pres­ senstößels 11 nach unten während des Arbeitsspiels des Vorhubs wird der Gegenhalter 17 gegen den im Zylinder 31 herrschenden Druck mitgeführt, wobei das Blech 37 zwischen Werkzeugmatrize 15 und Gegenhalter 17 eingeklemmt bleibt und über die Werkzeugpa­ trize 16 gezogen wird. Das Druckmittel wird aus dem Zylinder 31 über die Axialkolbenmaschine 32 in den Ölsammelbehälter 36 ver­ drängt. Dabei arbeitet die Axialkolbenmaschine 32 als Motor.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist zur Bewegung des Kolbens 13 im Differentialzylinder 14 eine erste Axialkolbenmaschine 40 vorgesehen, die mit ihrem einen Ausgang über eine Leitung 41 an die Preßzylinderkammer 16 und mit ihrem anderen Ausgang über eine Leitung 42 an die Rückhubzylinderkammer 15 angeschlossen ist. Der Förderstrom durch die Axialkolbenmaschine 40 ist unter Beibehaltung der Drehrichtung umkehrbar. Der Förderstromsteue­ rung ist eine Druckregelung überlagert. Außerdem sind der Druck­ anschluß und der Sauganschluß der Maschine 40 miteinander ver­ tauschbar. Die Axialkolbenmaschine 40 ist mechanisch mit dem Elektromotor 34 gekoppelt, mit dem auch die Axialkolbenmaschine 32 verbunden ist. Insbesondere haben die Maschinen 32 und 40 die gleiche Antriebswelle. Für den Rückhub des Kolbens 13 fördert die Axialkolbenmaschine 40 als Pumpe ein bestimmtes Ölvolumen pro Zeiteinheit in die Rückhubzylinderkammer 15. Sie wird dabei förderstromgesteuert gefahren. Im Vorlauf des Vorhubs, während dessen sich der Stößel unter seinem eigenen und dem Gewicht der Werkzeugmatrize 25 nach unten bewegt, ist die Axialkolbenma­ schine wiederum förderstromgesteuert und arbeitet als Motor. Der Förderstrom bestimmt die Senkgeschwindigkeit des Pressenstößels 11. Das über die Axialkolbenmaschine 40 strömende Öl gelangt über die Leitung 41 in die Preßzylinderkammer 16. Da das Volumen der Preßzylinderkammer 16 größer ist als das der Rückhubzylin­ derkammer 15, ist eine Konstantpumpe 50 vorgesehen, die dieselbe Welle wie die Axialkolbenmaschinen 32 und 40 hat. Die Konstant­ pumpe 50, bei der es sich z. B. auch um eine Zahnrad- oder Flü­ gelzellenpumpe handeln kann, ist mit einem Sauganschluß 51 mit dem Ölsammelbehälter 36 verbunden. Der Druckanschluß 52 ist über ein erstes Rückschlagventil 53 mit der Leitung 42, über ein zweites, entsperrbares Rückschlagventil 54 mit der Leitung 41 und über ein Druckbegrenzungsventil 55 mit dem Ölsammelbehälter 36 verbunden. Die Sperr-Richtung der Rückschlagventile 53 und 54 zeigt jeweils von der Leitung 42 bzw. Leitung 41 zum Druckan­ schluß 52.

Das Druckbegrenzungsventil 55 ist auf einen niedrigen Druck von z. B. 10 bis 15 bar eingestellt. Die Konstantpumpe 50 gleicht auch Leckölverluste im System aus.

Während des Vorlaufs des Pressenstößels beim Vorhub wird über das Rückschlagventil 54 eine solche Menge Öl von der Konstant­ pumpe 50 in die Preßzylinderkammer 16 gefördert, daß in dieser der am Druckbegrenzungsventil 55 eingestellte Druck herrscht. Damit ist sicher ausgeschlossen, daß in der Preßzylinderkammer Unterdruck auftrifft, der schädliche Auswirkungen haben kann. Sobald das Gewicht des Pressenstößels 11 vom Gegenhalter 27 auf­ genommen wird, verringert sich der Druck in der Rückhubzylinder­ kammer 15 und die Axialkolbenmaschine 40 wird unter Beibehaltung der Förderrichtung auf Druckregelung umgeschaltet. In der Preß­ zylinderkammer 16 baut sich der Preßdruck auf. Die wegen der Kompressibilität des Öls und des weiteren Verfahrens des Kolbens 13 im Arbeitsspiel notwendige weitere, in die Preßzylinderkammer 16 zu fördernde Ölmenge wird von der Axialkolbenmaschine 40, die nun als Pumpe arbeitet, über das Rückschlagventil 53 angesaugt.

Während des Rückhubs wird die gesamte Einspeisemenge über das nun elektrisch entsperrte Rückschlagventil 54 und über das Druckbegrenzungsventil 55 in den Ölsammelbehälter 36 verdrängt.

Vom Wirkungsgrad her günstiger als die Ausführung nach Fig. 1, bei der die ausgespeiste hydraulische Leistung als Wärme für den mechanischen Antrieb verlorengeht, erscheint die Ausführung nach Fig. 2. Dort ist ein Sauganschluß 43 der Axialkolbenmaschine 40 mit dem Ölsammelbehälter 36 und ein Druckanschluß 44 über eine Leitung 42 mit der Rückhubzylinderkammer 15 des Differentialzy­ linders 14 verbunden. Die Konstantpumpe 50 ist durch eine Ver­ stellpumpe 60 ersetzt, von der ein Sauganschluß 61 mit dem Öl­ sammelbehälter 36 und ein Druckanschluß 62 über eine Leitung 63 mit der Preßzylinderkammer 16 des Differentialzylinders 14 ver­ bunden ist. Auch bei der Pumpe 60 handelt es sich um eine Axial­ kolbenpumpe, die wie die Axialkolbenmaschine 40 über Null ver­ stellbar ist. Wenn hier einmal von Pumpe und das andere Mal von Maschine die Rede ist, so soll damit angedeutet werden, daß das eine Gerät nur als Pumpe und das andere Gerät während des Be­ triebs der Presse abwechselnd als Pumpe und als Motor betrieben wird.

Während des Vorhubs des Pressenstößels 11 wird die Axialkolben­ maschine 40 förderstromgesteuert gefahren und bestimmt dadurch die Senkgeschwindigkeit des Stößels 11. Diese Steuerung kann während des Vorlaufs und während des Arbeitsspiels beibehalten werden. Während des Vorlaufs wird dabei die Axialkolbenmaschine 40 als Motor betrieben. Die Axialkolbenpumpe 60 ist während des Vorlaufs druckgeregelt bei niedrigem Druck und während des Ar­ beitsspiels druckgeregelt bei hohem Preßdruck. Grundsätzlich ist es auch möglich, während des Arbeitsspiels die Axialkolbenma­ schine 40 druckgeregelt bei niedrigem Druck und die Axialkolben­ pumpe 60 geschwindigkeitsgesteuert zu fahren. Dann muß jedoch nach dem Aufsetzen des Pressenstößels bei der Axialkolbenma­ schine 40 von Geschwindigkeitssteuerung auf Druckregelung umge­ schaltet werden. Während des Vorlaufs hält die Pumpe 60 einen niedrigen Druck in der Preßzylinderkammer 16 aufrecht. Im Rück­ hub bleibt die Pumpe 60 auf Druckregelung, wobei auch hier nur ein minimaler Betriebsdruck in der Preßzylinderkammer 16 auf­ rechterhalten wird, um Kavitation zu vermeiden. Die Axialkolben­ maschine 40 ist während des Rückhubs auf Förderstromsteuerung geschaltet, um eine definierte Hubgeschwindigkeit zu erzielen.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist ähnlich wie bei derjenigen nach Fig. 1 der Ausgang 43 einer Axialkolbenmaschine 40 über eine Leitung 41 mit der Preßzylinderkammer 16 und ein Ausgang 44 der Axialkolbenmaschine 40 über eine Leitung 42 mit der Rückhub­ zylinderkammer 15 verbunden. Als zweite Hydropumpe ist nun je­ doch keine Konstantpumpe sondern wie bei der Ausführung nach Fi­ gur 2 eine Verstellpumpe 60 verwendet, die mit einem Saugan­ schluß 61 mit dem Ölsammelbehälter 36 und mit dem Druckanschluß 62 mit der Leitung 41 verbunden ist.

Während des Vorlaufs des Vorhubs des Pressenstößels baut sich in der Rückhubzylinderkammer 15 unter dem Eigengewicht des Pressen­ stößels 11 ein Druck auf, durch den Öl aus der Rückhubzylinder­ kammer 15 über die Leitung 42, die Axialkolbenmaschine 40 und die Leitung 41 in die Preßzylinderkammer 16 verdrängt wird. Die Sinkgeschwindigkeit des Pressenstößels 11 ist von dem einge­ stellten Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine 40 bestimmt, die während des Vorlaufs als Motor betrieben wird. Ein Ölvolumen, das dem Volumen der aus dem Zylinder 14 heraus bewegten Kolben­ stange 12 entspricht, wird von der Pumpe 60 in die Preßzylinder­ kammer 16 gefördert. Um deren vollständige Befüllung zu errei­ chen, ist die Pumpe 60 dabei auf Druckregelung geschaltet und fördert genau soviel, daß in der Preßzylinderkammer 16 ein nied­ riger Druck aufrechterhalten wird.

Die Pumpe 60 der Ausführung nach Fig. 3 kann kleiner sein als die Pumpe 60 der Ausführung nach Fig. 2, da sie nicht die ge­ samte zum Füllen der Preßzylinderkammer 16 notwendige Ölmenge fördern muß. Wenn die geometrischen Hubvolumina der Axialkolben­ maschine 40 und der Verstellpumpe 60 der Ausführung nach Fig. 3 so gewählt werden, daß das Verhältnis des Hubvolumens der Axial­ kolbenmaschine 40 zum Hubvolumen der Verstellpumpe 60 dem Ver­ hältnis der Ringfläche der Rückhubzylinderkammer 15 zur Fläche des Querschnitts der Kolbenstange 12 entspricht, können die Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine 40 und der Pumpe 60 syn­ chron verstellt werden.

Reicht das Gewicht des Pressenstößels 11 nicht aus, um das Blech 37 zu verformen (- dies wird durch Absinken des Lastdrucks an der Druckmeßdose 17 erkannt -), wird die Axialkolbenmaschine 40 bei Unterschreiten eines Mindestdruckes von Förderstromsteuerung in Druckregelung umgeschaltet, damit sie in der Rückhubzylinderkam­ mer 15 einen Mindestdruck aufrechterhält, der Kavitation in der Axialkolbenmaschine 40 ausschließt. Gleichzeitig wird die Pumpe 60 von Druckregelung auf Förderstromsteuerung umgeschaltet, da­ mit die Hubbewegung mit einer definierten Geschwindigkeit fort­ gesetzt wird.

Um evt. nach Beendigung des Arbeitsspiels eine definierte An­ preßkraft über eine bestimmte Halte- oder Materialfließzeit zu erzielen, wird auch die Pumpe 60 auf Druckregelung umgeschaltet. Diese Pumpe arbeitet auch als Speisepumpe für die Axialkolbenma­ schine 40, so daß eine zusätzliche Einspeisung bei der Ausfüh­ rung nach Fig. 3 nicht erforderlich ist.

Im Rückhub wird die Axialkolbenmaschine 40 wieder auf Förder­ stromsteuerung geschaltet und es stellt sich in der Rückhubzy­ linderkammer 15 der zum Heben des Pressenstößels erforderlich Lastdruck ein. Das aus der Preßzylinderkammer 16 verdrängte Öl wird den beiden Geräten 40 und 60 zugeführt, wobei die Pumpe 60 einen minimalen Druck auf rechterhält und somit immer für opti­ male Ansaugverhältnisse am Ausgang 43 der nun als Pumpe arbei­ tenden Axialkolbenmaschine 40 sorgt. Das überschüssige dem Kol­ benstangenvolumen entsprechende Ölvolumen wird über die Pumpe 60 drucklos zum Ölsammelbehälter 36 geführt.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist ähnlich wie bei derjenigen nach Fig. 2 wiederum eine Verstellpumpe 60 mit einem Saugan­ schluß 61 an den Ölsammelbehälter 36 und mit einem Druckanschluß über eine Leitung 63 unabhängig von der Axialkolbenmaschine 40 an die Preßzylinderkammer 16 angeschlossen. Anders als bei der Ausführung nach Fig. 2 ist der Ausgang 43 der Axialkolbenma­ schine 40 nicht mit dem Ölsammelbehälter 36, sondern mit einem Hydrospeicher 70 verbunden, dessen Ladezustand von einer Druck­ meßdose 71 detektiert wird. In die Leitung 42 zwischen dem Aus­ gang 44 der Axialkolbenmaschine 40 und der Rückhubzylinderkammer 15 ist ein entsperrbares Rückschlagventil 72 eingefügt, das den Ölfluß von der Rückhubzylinderkammer 15 zur Axialkolbenmaschine 40 entsperren kann. Zwischen der Axialkolbenmaschine 40 und dem Rückschlagventil 72 ist an die Leitung 42 ein Rückschlagventil 73 angeschlossen, das andererseits mit dem Ölsammelbehälter 36 verbunden ist und über das die Axialkolbenmaschine 40 im Pumpen­ betrieb aus dem Ölsammelbehälter 36 Öl zum Befüllen des Spei­ chers 70 auf den gewünschten Ladedruck ansaugen kann. Das Rück­ schlagventil 73 ist ebenfalls entsperrbar.

In der Abwärtsbewegung des Pressenstößels 11 wirkt dieser im Vorlauf durch sein Eigengewicht auf das Öl, das sich in der Rückhubzylinderkammer 15 befindet. In dieser sowie in der Lei­ tung 42 herrscht der Lastdruck. Die Senkgeschwindigkeit des Pressenstößels wird über die Drehzahl des Elektromotors 34 und den Schwenkwinkel der Axialkolbenmaschine 40 definiert, die das aus der Rückhubzylinderkammer 15 verdrängte Öl in den Hydrospei­ cher 70 fördert, wo es für den Rückhub unter Druck gespeichert wird. Für das Arbeitsspiel öffnet das entsperrbare Rückschlag­ ventil 73, um die Rückhubzylinderkammer 15 des Zylinders 14 drucklos zu schalten. Der Preßvorgang selbst erfolgt über die Beaufschlagung des Materials 37 zwischen Matrize 25 und Patrize 26 durch das Gewicht des Pressenstößels und der Matrize und über die Beaufschlagung des Kolbens 13 mit dem Förderstrom der Pumpe 60. Der sich bei einem bestimmten Förderstrom einstellende Last­ druck in der Leitung 63 entspricht dem Preßdruck. Eine defi­ nierte Anpreßkraft des Pressenstößels 11 kann aber auch durch Umschalten der Pumpe 60 auf Druckregelung erzielt werden.

Das Rückschlagventil 72 ist während der Abwärtsbewegung des Pressenstößels 11 entsperrt. Während des Preßvorgangs fördert die Axialkolbenmaschine 40 im Pumpenbetrieb noch so viel Öl in den Speicher 70, daß der gewünschte Ladedruck erreicht ist, und daß die Ölmenge ausreicht, um den Pressenstößel während des Rückhubs weit genug hochzuheben. Der Rückhub des Pressenstößels 11 erfolgt dabei geschwindigkeitsgesteuert, indem die Axialkol­ benmaschine 40 das im Hydrospeicher 70 gespeicherte Öl wieder in die Rückhubzylinderkammer 15 des Differentialzylinders 14 för­ dert, wobei das Rückschlagventil 73 wieder geschlossen ist. Der Elektromotor 34 muß hierbei nur das Moment für die Druckerhöhung des Volumenstroms zwischen dem Speicherdruck und dem für die Hubbewegung benötigten Beschleunigungs- und Lastdruck aufbrin­ gen. Durch die Nutzung der gespeicherten Energie für den Rückhub des Pressenstößels 11 kann die Antriebsleistung des Elektromo­ tors 34 auf die′ zum Pressen erforderliche Antriebsleistung redu­ ziert werden. Da während des Arbeitsspiels die Maschine 32 noch als Motor zum Antrieb des Elektromotors benutzt wird, reduziert sich dessen benötigte Antriebsleistung sogar noch um diese zu­ rückgewonnene Leistung. Somit braucht der Elektromotor 34 beim Arbeitshub nur die Leistungsdifferenz zwischen Preßleistung durch den Pressenstößel und die Bremsleistung für den Gegenhal­ ter 27 aufzubringen. Dies führt zu einer beträchtlichen Verrin­ gerung der Verlustleistung und Reduzierung der installierten An­ triebsleistung des Elektromotors.

Claims (11)

1. Hydraulischer Antrieb, insbesondere für eine Blechform­ presse, mit einem Differentialzylinder (14), mit einem Preßkol­ ben (13), der eine Preßzylinderkammer (16) und eine kleinere Rückhubzylinderkammer (15) voneinander trennt und von dem ein Pressenstößel (11) abwärts in einem Vorlauf und einem Arbeits­ spiel und aufwärts in einem Rückhub bewegbar ist, mit einem Öl­ sammelbehälter (36) und mit einer ersten, volumenstromumkehrba­ ren Hydromaschine (40), die mit einem ersten Ausgang (44) an die Rückhubzylinderkammer (15) angeschlossen ist, und mit einer zweiten Hydromaschine (50, 60), von der während des Vorlaufs Öl in die Preßzylinderkammer (16) förderbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während des Vorlaufs des Pressenstößels (11) von der zweiten Hydromaschine (50, 60) ein niedriger Druck in der Preßzylinderkammer (16) aufrechterhalten wird.

2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Hydromaschine (40) mit einem Ausgang (44) mit der Rückhubzylinderkammer (15) und mit dem anderen Aus­ gang (43) mit der Preßzylinderkammer (16) verbunden ist und daß die zweite Hydromaschine (50) eine Konstantpumpe ist, die saug­ seitig mit dem Ölsammelbehälter (36) und druckseitig über je­ weils ein Rückschlagventil (53, 54) mit den Ausgängen (44, 43) der ersten Hydropumpe (40) und mit einem Druckbegrenzungsventil (55) verbunden ist, mit dem der während des Vorlaufs des Pres­ senstößels (11) in der Preßzylinderkammer (16) herrschende Druck einstellbar ist.

3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das mit dem mit der Preßzylinderkammer (16) ver­ bundenen Ausgang (43) der ersten Hydromaschine (40) verbundene Rückschlagventil (54) während des Rückhubs entsperrbar ist.

4. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Hydromaschine (60) eine volumenstromum­ kehrbare und druckregelbare Verstellpumpe ist, die saugseitig mit dem Ölsammelbehälter (36) und druckseitig mit der Preßzylin­ derkammer (16) verbunden ist.

5. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während des Arbeitsspiels die eine Hydromaschine (40, 60) druckgeregelt und die andere Hydromaschine (60, 40) vo­ lumenstromgesteuert ist.

6. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während des Arbeitsspiels die zweite Hydromaschine (60) druckgeregelt und die erste Hydromaschine (40) volumen­ stromgesteuert ist.

7. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Ausgang (43) der ersten Hydromaschine (40) an den Ölsammelbehälter (36) angeschlossen ist.

8. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Ausgang (43) der ersten Hydromaschine (40) an die Preßzylinderkammer (16) angeschlossen ist.

9. Hydraulischer Antrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Ausgang (43) der ersten Hydromaschine (40) an einen Hydrospeicher (70) angeschlossen ist.

10. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Ausgang (44) der ersten Hydromaschine (40) über ein Sperrventil, vorzugsweise über ein entsperrbares Rückschlagventil (73), mit dem Ölsammelbehälter (36) verbunden ist.

11. Hydraulischer Antrieb nach einem vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hydromaschine (40) und die zweite Hydromaschine (50, 60) gemeinsam von einem einzi­ gen Elektromotor (34), insbesondere von einer Drehstromasyn­ chronmaschine mit annähernd konstanter Drehzahl, antreibbar sind.